Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
±же отличается наибольшей мощностью. Для нее характерно продолжающееся увеличение концентрации дейтерия (до -11‰) и кислорода-18 (до +6,2 ‰). По наиболее распространенным их значениям в разрезе можно выделить две подзоны: ( = -60-20, = -6,9+3,2‰) и ( = -43-11, = -3,4+6,2‰)
В границах названных гидроизотопных зон водоносные комплексы, сложенные породами разного состава, отличаются более узким диапазоном значений и , чем для региона в целом. Влияние литологического фактора заметно сказывается только на значительных глубинах (в зоне и особенно подзоне), в условиях наиболее хорошей гидрогеологической закрытости недр и ослабления подземного водообмена, повышенных температур и давления. Подземные воды верхнеюрского водоносного комплекса, характеризующегося преимущественно карбонатными и сульфатно-карбонатными отложениями, отличаются особенно высокой концентрацией кислорода-18 (до +6,2‰), превышающей таковую в современных морских и океанических водах. Это же, но в меньшей степени характерно и для отдельных проб водоносных комплексов терригенных отложений нижней-средней юры и мела. Наряду с этим вод карбонатного комплекса соответствует морских вод.
К сожалению, число определений, характеризующих содержание дейтерия и кислорода-18 в водах терригенных отложений подзоны , невелико, но, судя по общей направленности максимальных значений и . отмеченные явления менее типичны для водоносных комплексов юры и мела, сложенных терригенными отложениями с подчиненными им карбонатными породами. Об пом же свидетельствует соотношение .
Гидроизотопная зональность находится в сопряженной связи с температурной зональностью подземных вод, поскольку в обоих случаях сказывается функциональная зависимость от глубины, хотя и вызванная разными причинами. Зависимости (слабее) и (сильнее; рис. 24) подтверждаются коэффициентами корреляции, равными соответственно 0,78 и 0,86 (). Выделенные выше гидроизотопные зоны соответствуют определенным гидротермальным зонам:80. Различные значения коэффициентов корреляции обусловлены причинами, определяющими формирование изотопного состава подземных вод. Для изотопов водорода - это исходная концентрация изотопов древнего морского бассейна и степень разбавления их локальными метеогенными водами; для изотопов кислорода - исходный фактор тот же, плюс изотопные равновесия захороненных морских вод с вмещающими породами в условиях повышения температуры с глубиной.
Значение прямолинейно возрастает с повышением минерализации воды (рис. 25), статистическая связь между ними более тесная, нежели между минерализацией и , но и в этом случае коэффициент корреляции представителен - 0,726 ( = 59).
Как известно, минерализация вод в общем случае возрастает с глубиной от пресных вод в верхней части гидрогеохимического разреза до крепких и сверхкрепких рассолов в его наиболее глубоко погруженных частях. В разрезе осадочной толщи Амударьинского бассейна границы гидроизотопных и гидрогеохимических зон совпадают далеко не полностью. Наибольшее совмещение характерно для гидроизотопных зон верхней и нижней частей вскрытого разреза. Гидроизотопная зона соответствует гидрогеохимическим зонам пресных (менее 1 г/л) и соленых (1-35 г/л) вод; - гидрогеохимическим зонам весьма слабых (35-70 г/л) и слабых (70-140 г/л) рассолов. Зона отвечает преимущественно зоне крепких рассолов (140-370 г/л) хлоридного кальциево- натриевого состава.
Из тех же зависимостей следует, что имеется рад точек, существенно смещенных влево и вправо от средней линии распределения. Подобного рода отклонения фиксируют гидрогеохимические аномалии, вызванные смешением воды разного изотопного состава и минерализации. При этом происходит аномальное нарушение установившегося на протяжении геологического времени соответствия между минерализацией воды и содержанием в ней стабильных изотопов. Возможны разные причины формирования подобных аномалий, в том числе: а) вода с более высокой минерализацией и более высоким содержанием дейтерия и кислорода-18 проникает в зону менее высокого содержания тех же изотопов; б) происходит тот же процесс опреснения более минерализованной воды, но уже в результате конденсации воды, находящейся в парообразном состоянии. На рис. 25 показаны оба типа аномалий, названных по месту их проявления гаурдакской (А) и метеджакской (Б).
Гидрогеохимическая аномалия гаурдакского типа наблюдается в верхней части разреза верхнеюрского карбонатного комплекса () Гаурдакского серного месторождения на площади, где он перекрыт слабоводоносными ангидридами вышезалегающей гаурдакской свиты (). Подземные воды карбонатной толщи высоконапорные, часто самоизливающиеся, хлоридного кальциево-натриевого состава. Поверхностное питание очень ограниченно и осуществляется на небольшой площади выхода карбонатной толщи на поверхность. Минерализация воды в верхней части разреза водоносного комплекса пестрая, на глубине 188-212 м от поверхности изменяется от 29 до 103, в глубокой части разреза достигает 220 г/л. Подземные воды верхней части карбонатной толщи по изотопному составу относятся к зоне ( от -63 до -55 и от -8,4 до -4,1 ‰).
Причина азонального соотношения минерализации и и объясняется проникновением поверхностной воды из местной области питания и происходящим при этом смешении ее с восходящей водой высокой минерализации, проникающей с глубины по трещинам и разломам. Смешение с поверхностной водой приводит к понижению содержания дейтерия и кислорода-18, но в ряде случаев оказывается недос?/p>